隔离桩应用论文：隔离桩在建筑中的运用探究

本文作者：纪新博1赵文1李慎刚1周作顺2作者单位：1东北大学2天津市市政工程设计研究院

隔离桩参数优化正交试验

目前的围护设计理论中对隔离桩的设计尚无明确计算理论．在采用隔离桩进行阻隔过程中影响隔离效果的因素有很多，要同时作全面的因素分析是不可能的，也是不必要的．本文结合本工程的实际情况，根据重要性选取隔离桩长度、隔离桩纵向间距和隔离桩距隧道距离为3个最主要因素进行研究(表3)．这里有3个因素，每个因素4个水平，选用L16(45)表安排数值试验的试验方案，需要进行16次试验，为完全试验工作量43=64次的四分之一．将3个因素依次排列在1，2，3列上，分别用A，B，C表示．排出的试验方案和计算结果如表4所示．把4个水平试验数据组合起来便会发现它们之间某些可比性，各因素对其他两个指标的影响平均值列在表5中，因此A的极差Ri为Ai(i=1，2，3，4)中的最大值与最小值之差，它是评价因素对各指标影响的重要指标．通过计算极差得知，M2点竖向沉降和拱顶沉降为评价指标时，最佳参数方案为A4，B1和C1;支护结构最大弯矩为评价指标时，最佳参数方案为A4，B1和C2．由各因素对各指标的影响因子比较(表6)得知，B因子(隔离桩桩间距)对各评价指标的影响在3个因子当中是最小的．表5中隔离桩距隧道距离越小，对于控制拱顶沉降和支护结构内力效果越好．所以综合考虑选取的最佳桩参数为A4，B1和C1，即桩长33m，桩纵向间距0.5m和隔离桩距隧道1.5m．

隔离桩作用进一步分析

从以上的正交试验可以得知，在桩的其他参数一定的条件下，减少隔离桩与隧道之间的距离对隔离效果更有益．在施工场地范围允许的条件下，隔离桩施工应该尽量靠近隧道，这样对周围建筑的保护较好．桩长对隔离效果影响在3个因子中是最大的，但是实际工程中应该结合工程造价综合考虑．经过正交有限元计算，本工程选取优化的桩参数组合:桩长33m，桩纵向间距0.5m和隔离桩距隧道1.5m，运用有限元软件进行模拟．由图3可知，建筑基础处地表沉降最大，在距离M1点6m处(隔离桩打设位置)地表沉降较小，说明隔离桩能适当地减少既有建筑对隧道产生的偏压，对变形有一定的控制作用．在距离M1约5m处，地表沉降有一定增长，对应于图3拱顶箭头处斜上方地表处，在隔离桩控制范围内，该地表处沉降最大．越过隔离桩打设位置，地表沉降逐渐增加．